CN102575666B - 液压泵组件 - Google Patents

Abstract

一种用于在全轮驱动车辆的前桥和后桥之间和/或在两轮或四轮驱动车辆的左轮和右轮之间分配扭矩的系统，该系统包括至少一个限滑耦合器(7)，该限滑耦合器具有盘片组(15)和作用在该盘片组5上的活塞(13)，活塞(13)由液压泵组件致动。该组件包括电机(16)、由该电机驱动的液压泵(17)和同样由该电机驱动的离心调节器(19)，该离心调节器(19)控制连接于液压泵(17)的出油口(23)的压力溢流阀(20)。该组件具体包括：轴向活塞泵，该轴向活塞泵具有能够在泵壳(31)中旋转的活塞鼓(30)，并包括多个能够往复运动的轴向活塞(35)；至少一个离心杆(40)，该离心杆可枢转地连接于活塞鼓(30)；以及阀件(44)，该阀件连接于离心杆(40)，并且设置为与活塞鼓(30)中出油孔(45)的油嘴配合，以形成压力溢流阀(20)。

Description

液压泵组件

技术领域

本发明涉及一种液压泵组件，该液压泵组件用于在全轮驱动车辆的前桥和后桥之间和/或在双轮或四轮驱动车辆的左轮和右轮之间分配扭矩的系统中，该系统包括至少一个限滑耦合器(limited slip coupling)，该限滑耦合器具有盘片组(disc package)和作用在该盘片组上的活塞，该活塞通过液压泵组件致动，其中，液压泵组件包括电机、由该电机驱动的液压泵和同样由该电机驱动的离心调节器，该离心调节器控制压力溢流阀，该压力溢流阀连接于液压泵的出油口。

背景技术

与本发明同一申请人的瑞典待决专利申请No.0801794-9中公开了如上所述类型的液压泵组件。该申请公开的液压泵组件的目的基本上与本发明相同，即，减少部件的数量，简化组件，减少整机的重量和所需空间，以及尽可能地降低生产和装配成本。此外，需要为扭矩分配系统的限滑耦合器创造一种简单但是可靠度高的致动系统，该扭矩分配系统例如用于全轮驱动车辆，该全轮驱动车辆具有用于控制信号的最短的可能反应时间。

该申请描述了具有重大改进的组件的第一开发阶段，但是进一步的开发工作产生了比现有组件更好地达到上述目的的真正意义上整合的组件。

发明内容

为了实现上述和其它目的，根据本发明的液压泵组件包括：

轴向活塞泵，该轴向活塞泵具有能够在泵壳中旋转的活塞鼓(pistondrum)，并且包括多个能够往复运动的轴向活塞，

至少一个离心杆，该离心杆可枢转地连接于活塞鼓，以及

阀件，该阀件连接于所述离心杆，并且设置为与所述活塞鼓中出油孔的油嘴配合，以形成压力溢流阀。

本发明的一个重要方面是离心杆和溢流阀与活塞鼓的结合。

在实践的实施方式中，多个所述离心杆——优选为三个所述离心杆——围绕所述活塞鼓均匀分布，每个所述离心杆设置有滚珠，该滚珠用于在离心力作用下与所述活塞鼓中的出油孔配合。

优选地，该组件设置有弹簧装置，该弹簧装置用于将所述离心杆朝向与所述离心力相反的方向偏压。在实践中，围绕所述活塞鼓和离心杆可以布置有环状弹簧。

优选地，所述滚珠可以通过弹簧夹与该滚珠的离心杆连接，所述弹簧夹允许所述滚珠相对于所述出油孔进行位置调节。

由于在I/U图中的压力曲线显示了两个不同的校准点或拐点，该组件可以设置有利用函数I＝f(U)在运转过程中不定期地校正组件的装置。

附图说明

下面将参考附图对本发明进行更详细地说明，在附图中，

图1至图5显示了结合有限滑耦合器的车辆的不同驱动系统的简略示意图；

图6是液压致动系统的液压原理图，其中，该液压致动系统包括根据本发明的液压泵组件；

图7是根据本发明的液压泵组件的局部剖视侧视图；

图8是沿图7中的A-A线的大比例剖视图；

图9是如图7和图8所示的组件的细节部件的更大比例的等轴测视图；

图10是组件中电机的I/U曲线图。

具体实施方式

图1至图5显示了车辆(通常为汽车)的不同驱动系统的五种常规的实施例。在所有实施例中，车辆由发动机1和变速器2驱动。所有实施例的车辆具有前桥3、后桥5、一个或多个差速器1以及一个或多个限滑耦合器7。限滑耦合器可以用作为在全轮驱动车辆的前桥和后桥之间分配扭矩和/或在两轮或四轮驱动车辆的左轮和右轮之间分配扭矩的装置。

如图6所示，限滑耦合器7包括盘片组15，该盘片组15通过容纳在油缸14中的活塞13致动。当活塞13通过液压致动时，盘片组15的盘片将彼此接触，并且在与这些盘片连接的两个轴之间建立驱动接触。

图1显示了普通四轮驱动系统的实施例，图2显示的实施例增加了在后轮之间分配扭矩的可能性。图3显示了还具有驱动前轮的可能性的后轮驱动系统。图4显示了具有中央差速器的车辆的实施例。最后，图5显示了在前轮之间分配扭矩的前轮驱动系统的实施例。本领域技术人员可以意识到涉及限滑耦合器7的控制的本发明还可以应用到驱动系统的更多实施例中。

在图1的实施例中，中桥4连接在前桥3和后桥5之间。限滑耦合器7设置在中桥4和后桥5的差速器6之间。图2的实施例与图1的实施例的区别仅在于，图2的后桥5上还设置有限滑耦合器7。

在图3的实施例中，限滑耦合器7设置在发动机1的变速器2与中桥8之间，中桥8的另一端连接于后桥5的差速器6。变速器9设置在限滑耦合器7和另一个中桥10之间，该另一个中桥10的另一端连接于前桥3的差速器6。

在图4的实施例中，发动机1的变速器2连接于差速器6，该差速器6连接于第一中桥11和第二中桥12。限滑耦合器7将第二中桥12与差速器6连接。第一中桥11的另一端部连接于后桥5的差速器6。第二中桥12的一端连接于前桥3的差速器。

在图5的实施例中，差速器6连接于前桥3。该差速器6连接于形成前桥3的两个半轴。限滑耦合器7布置为将差速器6与前桥3的其中一个半轴连接。在该实施例中，后桥5不被驱动。

图6是液压致动系统的液压原理图，该液压致动系统包括根据本发明的液压泵组件。

该系统包含电机16，该电机16通过驱动轴18驱动泵17，该驱动轴18还驱动离心调节器19。该离心调节器19的位置控制压力溢流阀20的位置以及通过该压力溢流阀20的流量。

油箱21中装有用于液压致动系统的液压油。液压油通过液压管路22吸入泵17，并且通过液压管路23从泵17输送至油缸14。根据离心调节器19和压力溢流阀20的位置，部分液压流或者有时所有液压流通过液压管路24分流，流经溢流阀20并流回到油箱21。结果是，传递到油缸14中的液压压力能够通过离心调节器19控制。

安全阀25通过液压管路26连接于油缸14。当油缸14的压力超过某一水平(例如40巴)时，安全阀25用于将液压油从油缸14分流到油箱21中。

图7是根据本发明的液压泵组件的整体侧视图，并且一些重要部分以剖视图显示。通常，该液压泵组件包括电机16、泵以及将在下文中更详细描述的阀单元26。不过，在参考图6时可能已经提及，阀单元26包括泵17、离心调节器19和压力溢流阀20。液压泵组件可以安装到壳体中以设置到液压油箱(图6中的21)上，并且该液压泵组件的泵和和阀单元26部分向下延伸至液压油中。

电机16可以优选为DC整流式电机。由于设置了压力溢流阀20，多余的液压油会溢流回油箱，因此电机16可以恒定地运转，其电刷不会烧毁。由于电机16已经在运转，因此在需要时，电机16在系统中建立压力的反应时间非常短，从而降低了为使旋转部件加速而花费的能耗。

电机16的驱动轴18的端部延伸至轴向活塞泵的活塞鼓30中。活塞鼓30可旋转地设置在泵壳31中。驱动轴18通过驱动件驱动连接到活塞鼓上，其中可以允许一定的相对运动。

活塞鼓30支承在泵盖33上，该泵盖33连接在泵壳31上。

倾斜的旋转斜盘(swash plate)34(以轴向球轴承的形式)设置在泵壳31中。轴向活塞35(在图中所示的实施方式中为六个活塞)可轴向移动地布置在活塞鼓30的相应的轴孔或圆筒中，并且通过各自的压缩弹簧36偏压至与旋转斜盘34接合。在活塞鼓30通过驱动轴18旋转时，轴向活塞35将通过旋转斜盘34在活塞鼓30中进行泵送往复运动。

如图6所示，带有压力溢流阀20的离心调节器19整体地连接于活塞鼓30。现在主要参考图8，离心调节器19的重要组成部分是至少有一个(在本施方式中为三个)离心杆40。每一个这样的杆40在相对接近它的第一端部的位置通过杆销41可枢转地连接于活塞鼓30。在活塞鼓30旋转时，每根杆40的另一端或第二端会通过离心力从活塞鼓30偏压而出。该趋势被为环状弹簧42形式的弹簧装置抵消，该环状弹簧42围绕弹簧销43铺设在杆40上。

每个杆40的所述第一端设置有为滚珠44形式的阀件，该滚珠44用于与活塞鼓30中的径向孔45的开放端配合。如图9所示，滚珠44通过弹簧夹46连接于杆的端部，并且允许滚珠44密封配合在孔端或孔口中，并且能够进行一定的位置的调整。

在图8中，显示了杆40在离心力作用下摆动出去，并且滚珠44封闭径向孔45。

在电机16以恒速运转的正常操作条件下，滚珠44相对于孔45保持稳定的半开状态。

液压油按以下方式在泵和阀单元26中运送：

通过泵盖33中的轴向入流孔50从油箱21中吸入油。该轴向入流孔50通向泵盖表面的周向浅槽，该泵盖表面面向泵鼓30，从而在泵鼓30旋转时，油可以进入每个缸体，该缸体容纳泵鼓30中的活塞35。

通过活塞35加压的油通过所述泵盖表面中的与第一槽孔径向相对的另一周向浅槽运送至泵盖33的径向孔51中，并且进一步运送到泵壳31的出流通道52中，该出流通道52与通向油缸14的液压管路23(图6)连通。

径向孔51还与中央盲孔53接触，径向孔45从该中央盲孔53朝向滚珠44向外延伸。最后，泵盖51中具有轴向孔55，该轴向孔55从泵壳31中的围绕活塞鼓30和离心调节器19的杆40的周向空间54延伸，用于将从由弹簧偏压滚珠44构成的压力溢流阀20流出的多余的油运送回去。

如前所述，在车辆运行时，DC电机16始终运转。在通常的操作条件下，当不需要接合限滑耦合器7时，电机以低于压力溢流阀20关闭时转速的低转速运行。当需要接合限滑耦合器7时，即，要致动活塞13时，向DC电机16提供高电流/电压。驱动轴18的速度将会升高，从而溢流阀20通过离心调节器19关闭，即，杆40会摆动出去，将滚珠44密封地按压在径向孔45的端部。反之，如果电机驱动轴18的转速降低，则作用在杆40上的离心力将减少，环状弹簧42能够使得杆40返回并抵靠到泵鼓30上，从而滚珠44被抬升，打开径向孔45。

安全阀25的作用是控制系统中的最大压力，以便在任意时间都能够进行系统的校准，并且能够去除与组件相关以及与车辆发动机的启动相关的系统内的空气。

图10显示了在建立来自液压泵组件的液压P时，电机16的电流I与电压U之间的关系。大体上，压力水平通过电流I控制。在一定的温度范围内，电流基本上与压力成比例。每个制造的液压泵组件具有各自的压力和电流之间的常数，因此在通常的实践中，在生产工艺结束时对每个液压泵组件进行校准。

然而，这个常数通常会改变，例如该常数因为泵组件运行时不同部件的表面变得平滑而改变，因此提供用于定期地(例如在每次通过点火开关启动车辆的发动机时)进行重新校准的装置是有利的。

可以识别两个参考点或拐点，并将其用于该校准：

第一点56，其中，当离心杆40克服环状弹簧42的离心力，并且将由抵靠在径向孔45上的滚珠44所构成的阀门关闭时，压力上升超过地面压力(ground pressure)，这取决于管路中的液压损失以及阀打开时的液压损失。

第二点57，其中，当机械安全阀25打开时，无法通过泵组件而进一步增加压力。

在这两种情况下都应用了电压U和电流I之间的关系。通过运行函数I＝f(U)，可以识别和应用这两个拐点或校准点。

在所附权利要求书的范围内可以进行各种修改。

Claims (6)

1.一种液压泵组件，该液压泵组件用于在全轮驱动车辆的前桥和后桥之间和/或在两轮或四轮驱动车辆的左轮和右轮之间分配扭矩的系统中，所述系统包括至少一个限滑耦合器（7），该限滑耦合器具有盘片组（15）和作用在该盘片组（15）上的活塞（13），所述活塞（13）由所述液压泵组件致动，

其中，所述液压泵组件包括电机（16）、由该电机（16）驱动的液压泵（17）和同样由该电机（16）驱动的离心调节器（19），所述离心调节器（19）控制压力溢流阀（20），该压力溢流阀（20）连接于所述液压泵（17）的出油口（23），

其特征在于，所述液压泵组件包括：

轴向活塞泵，该轴向活塞泵具有能够在泵壳（31）中旋转的活塞鼓（30），并且包括多个能够往复运动的轴向活塞（35），

至少一个离心杆（40），该离心杆（40）可枢转地连接于所述活塞鼓（30），以及

阀件（44），该阀件（44）连接于所述离心杆（40），并且设置为与所述活塞鼓（30）中出油孔（45）的油嘴配合，以形成所述压力溢流阀（20）。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，多个所述离心杆（40）围绕所述活塞鼓（30）均匀分布，每个所述离心杆（40）设置有滚珠（44），该滚珠（44）用于在离心力作用下与所述活塞鼓中的出油孔（45）配合。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，该组件设置有弹簧装置（42），该弹簧装置（42）用于将所述离心杆（40）朝向与所述离心力相反的方向偏压。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，围绕所述活塞鼓（30）和离心杆（40）布置有环状弹簧（42）。

5.根据权利要求2所述的组件，其中，所述滚珠（44）通过弹簧夹（46）与该滚珠（44）的离心杆（40）连接，所述弹簧夹（46）允许所述滚珠（44）相对于所述出油孔（45）进行位置调节。

6.根据权利要求2所述的组件，其中，所述离心杆（40）为三个。